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摘 要:近年来,跨越城区及河流的公路及铁路桥梁设计中,悬浇连续箱梁的结构应用广泛,其中部分跨径较小的桥梁采用双向预应力体系,桥梁结构无永久性竖向预应力,使常规的悬浇梁挂篮施工无法利用桥梁本身的竖向精轧螺纹钢进行锚固.本文以广深沿江高速公路A2合同段B9标民昌路高架桥跨越暨有道路悬浇箱梁的施工实践,介绍了无竖向预应力悬浇连续箱梁施工的主要技术及施工流程,以供业内同行借鉴.
关 键 词 :无竖向预应力 悬浇 桥梁 施工 技术
中图分类号:TB21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0044-02
悬浇桥梁无竖向预应力结构的施工,其关键是需要解决主要施工设备挂篮的临时锚固问题,近年来,作为悬浇连续箱梁的主要施工设备,无水平推力后支点三角形主桁形式的挂篮应用广泛,其由于结构简单、受力明确、重量轻、用材较省,在施工过程中的使用效果良好.本文以工程项目实践为依托,描述了三角形挂篮用于无竖向预应力悬浇箱梁的设计及连续箱梁的施工流程与工艺,对类似结构桥梁施工技术的研究具有较为现实的指导意义.
1.工程概况
全桥左右幅分离设计,孔跨布置为左幅14×30+23.5+(39.5+63+46)+4×30m,右幅14×30+23.5+(46+63+39.5)+4×30m,全桥长712m.上部结构采用装配式预应力砼连续箱梁及节段悬浇预应力砼连续箱梁.悬浇段跨暨有城市道路,其孔跨布置为左幅(39.5+63+46)m,右幅(46+63+39.5)m,共计挂篮悬浇6孔.
悬浇段上部结构设计为直腹板变高度连续箱梁,单箱双室断面,单幅桥宽19.85m,0#块长9m,悬臂浇筑节段长度有3m、3.5m两种,中跨合拢段长2m,边跨合拢段分别长9m、15m.单墩每侧共计8个节段,1#～8#节段采用挂篮悬臂施工,节段重量111.3t～140.5t.
箱梁设计为双向预应力体系,C50砼,无竖向预应力筋,箱梁底板宽12.85m,翼板宽3.5m,梁高采用2次抛物线变化,支点位置最大高度3.5m,跨中最小梁高2m,腹板厚度为45cm～65cm.箱梁底板横向保持水平,顶板斜置设置单向2％横坡.
2.临时固结及0#块施工
2.1 设计基本情况
0#块长9m,桥宽19.85m,中横梁宽2.2m,箱形梁段长3.4m,腹板厚65cm,顶板厚28cm,底板厚28cm～56cm,支点位置梁高3.5m,截面处梁高3.1m,横坡2%,为单箱双室箱梁断面.
箱梁临时固结采用在墩身顺桥向两侧设8根Φ60cm(壁厚6mm)的钢管砼柱(管内灌0砼),钢管砼顶面与箱梁结合部位设15cm厚40号硫磺砂浆隔离层,以便施工完成后拆除临时支撑墩,临时固结顶部设预埋钢筋伸入箱梁底板40cm,并在箱梁底部增设三层Φ12加强钢筋网,为增强钢管砼结构横向稳定性,单排钢管之间采用2-[25b型槽钢压杆作为纵横向联系.
2.2 施工方案
0#块施工方案利用临时固结钢管砼柱及的落地钢管托架分别作为梁体支撑系统,设置横桥向贝雷桁架主梁,箱梁底板以下各部分构件分别为:8cm厚钢模板、三角形槽钢底模托架、I25b工字钢分配梁、7cm厚铁尖脱模楔块、横向单层双排贝雷主梁(与墩柱顶面平齐)、支点位置槽钢支垫、纵向贝雷梁支点、托架横梁、托架立柱.
箱梁翼板以下则为:整体钢模板、[10槽钢纵梁、支架顶托、钢管脚手架、4mm厚钢板平台、2-[14b槽钢分配梁、单层双排贝雷主梁、支点位置槽钢支垫、纵向贝雷梁支点、托架横梁、托架斜立柱.箱梁0#块砼分两次完成浇筑,首次浇至腹板外下倒角以下2cm,第二次浇筑顶板余下部分.
3.挂篮设计及悬浇箱梁节段施工
3.1 挂篮设计
根据施工图设计对挂篮及模板设计重量不大于60t的要求,考虑单箱双室的结构特点,拟定采用三塔式三角形结构挂篮,全桥双幅共有4个主墩,相应有4个T,根据总体工期要求,计划投入两对(4只)挂篮对称施工,按悬浇段最重节段140.5t、最大长度3.5m、0号块最大长度9m进行控制设计.
挂篮结构分成四个系统,分别为:桥面三角形主桁系统(含主纵梁、立柱、节点、横梁桁架、前支座),悬吊、行走系统(含横梁系统、行走系统、悬吊系统),锚固系统(含后锚系统、轨道梁锚固系统),模板系统(含底模、内模、外侧模板).挂篮各主要部件均采用型钢加工而成,除底篮后吊点采用锰板吊带外,其他各吊点均采用精轧螺纹钢吊杆.由于挂篮需在0号块顶面拼装就位,主桁设后拼装节段.挂篮及模板行走依靠手拉葫芦水平牵引沿轨道滑移,底篮在滑移过程中将后横梁两侧悬挂于外侧模导梁上与侧模板同时前移.为保证挂篮整体性及移篮过程的横向抗扭,用槽钢桁架将三道主桁连接成整体.
3.2 临时锚固设计
为解决连续箱梁无永久竖向预应力无法利用竖向筋直接设置临时后锚及轨道锚的问题,挂篮的锚固系统采用在腹板两侧预埋孔道穿入锚杆与扁担梁压主桁架及轨道的方式锚固,腹板的倒角部位接触面采用穿孔后的枕木楔块与砼面贴合,保证锚杆竖直,锚杆使用完成后从预留孔道中拆出循环使用.临时锚固方式如图1.
3.3 节段悬浇施工方案
悬浇节段为1#～8#块,施工时分为两种工况,1#块施工时由于已浇0#节段箱梁长度受限,挂篮主桁预留尾节,直接对称拼装,两只挂篮共用后锚.2#～8#块施工时,两只挂篮解体,安装尾节,在尾节部位单独配备后锚逐节前移悬臂浇筑施工.悬浇节段箱梁砼的施工采用全断面一次性浇筑成型.
4.合拢段施工
4.1 中跨合拢段施工
(1)挂篮就位.
根据设计要求,悬浇段采用先中跨合拢,再进行边跨合拢的方式.中跨合拢段利用挂篮作为模板及支撑,在所有悬浇节块均完成施工后,将其中一套挂篮前移至另一端悬浇节段8#块上,另一套挂篮退出合拢段施工区域,将内模导梁通过吊杆挂在已浇8#块箱梁顶板上,外侧模导梁挂在已浇梁体翼板上,底板下横梁利用手拉葫芦调整水平位置并通过已浇梁体底板吊杆挂住并张紧.